Caractéristiques du message nerveux
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TP 19 : CARACTERISTIQUES DU MESSAGE NERVEUX MOTEUR ET TRANSMISSION SYNAPTIQUE Dans l’étude du réflexe de posture, nous avons vu que les informations sensorielles tout comme les messages moteurs étaient transmis des organes récepteurs à un centre nerveux, et de ce centre nerveux aux organes effecteurs, sous la forme de messages nerveux, le long de fibres nerveuses sensitives (dendrites des neurones en T) et motrices (axones des motoneurones), associées en nerfs On se propose d’établir en quoi consiste un message nerveux à l’échelle d’une fibre nerveuse et comment celuici est transmis d’une cellule à l’autre dans les circuits neuroniques. Matériel : Logiciel nerf Animations Biologie en flash Fiche ressources ACTIVITES ET DEROULEMENT DES ACTIVITES 1- LES CARACTERISTIQUES DU MESSAGE NERVEUX Activité 1 : Etat de la membrane d’une fibre nerveuse au repos 1- Ouvrir le logiciel Nerf. Réaliser la manipulation Potentiel de repos. Placer une microélectrode à la surface extérieure de la fibre et l’autre à l’intérieur. COMPETENCES Utiliser un logiciel de simulation, Saisir des données, Mettre en relation des données 2- Compléter le document ci contre, en indiquant en rouge la valeur de potentiel mesurée avant l’implantation des électrodes puis après 3- Sous quelle forme est traduite l’activité électrique mesurée par l’oscilloscope ? 4- Analyser et interpréter ce résultat à l’aide du document A (fiche ressources) Activité 2 : Etat de la membrane d’une fibre nerveuse suite à la stimulation 1. Toujours sur le logiciel nerf, stimuler la fibre par une stimulation faible, moyenne puis forte. Observer l’oscilloscope. Réitérer l’opération si besoin. 2. Cliquer sur « superposition ». 3. Utiliser le texte suivant pour repérer par des couleurs les différentes phases de la courbe, en soulignant le nom de ces phases dans le texte avec les mêmes couleurs : « Les physiologistes disent que le potentiel d’action correspond à une brusque dépolarisation membranaire suivie, après un bref épisode d’inversion de polarisation, d’une repolarisation rapide de la membrane. Le retour au potentiel de repos peut-être précédé par une hyperpolarisation transitoire » 4 - Survoler le graphique avec la souris pour vérifier les différentes phases du potentiel d’action et compléter ce qui se passe au niveau de l’axone Utiliser un logiciel de simulation, Saisir des données, Mettre en relation des données Activité 3 : La loi du tout ou rien (document B fiche ressources) S’informer/raisonner Lors d’une stimulation faible, rien ne se produit au niveau de la fibre nerveuse. Par contre, que la stimulation soit moyenne ou forte, le potentiel d’action est le même (même durée, même amplitude). On dit que la fibre nerveuse répond à la « loi du tout ou rien. 1. Justifier l’expression « loi du tout ou rien ». Activité 4 : Propagation et codage du message nerveux 1. Lancer l’animation http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0022-2 Utiliser un logiciel de simulation, Saisir des données, Mettre en relation des données 2. Quelle propriété essentielle du message nerveux est ici mise en évidence ? Si on suppose que les électrodes d’enregistrement A et B sont séparées de 6 cm (document C fiche ressources) 3. Calculer la vitesse de propagation du signal nerveux en m/s entre les électrodes A et B (t1 : 1ms ; t2= 4.5ms) 4. A l’aide de la rubrique « vitesse de propagation » du logiciel « Nerf », proposer une explication à la différence de vitesse selon les types de fibres nerveuses. 5. Dans le logiciel nerf ouvrir « codage dans une fibre » 6. Cliquer sur « Corpuscule de Pacini » pour avoir des informations sur cette structure. 7. Stimuler le récepteur par une stimulation faible, moyenne puis forte. Observer l’oscilloscope et la fibre. Réitérer l’opération si besoin. 8. Déterminer comment se fait le codage du message nerveux dans une fibre nerveuse. Bilan 1 : Récapitulez la nature et les caractéristiques du message nerveux qui se propage le long d’un neurone 2- LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE Observation : au cours du réflexe myotatique, un message nerveux sensitif, issu des fuseaux neuro-musculaires, se propage jusqu'à la moelle épinière, puis est transmis à un motoneurone. Celui-ci le transmet à son tour à plusieurs cellules musculaires, pour permettre la contraction du muscle étiré. La zone de transmission, entre les deux neurones est appelée une synapse. Activité 5 : Les caractéristiques structurales de la synapse 1. Utiliser le texte suivant pour légender la synapse neuro-neuronique ci-après (sans vous limiter aux flèches proposées) et précisez le sens du message « La synapse a une structure asymétrique avec un élément présynaptique reconnaissable à la présence de vésicules au niveau du bouton synaptique et un élément postsynaptique avec une membrane plasmique épaisse. La membrane du neurone postsynaptique est séparée de celle du neurone postsynaptique par une fente synaptique de 20 à 50 nm de large. La transmission du message nerveux au niveau de la synapse nécessite un messager chimique appelé neurotransmetteur accumulé dans les vésicules du neurone présynaptique. Il s’agit d’une transmission chimique. » Communiquer à l’aide d’un schéma 2- Comparez l’organisation de la synapse neuro-neuronique à celle d’une synapse neuromusculaire (document D, fiche ressources) Activité 6 : Le fonctionnement d’une synapse Mise en relation de données A partir de l’observation des animations sur la synapse (liens ci-dessous), décrire le mode de fonctionnement des synapses neuromusculaires. http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/svt/program/fichacti/fich1s/synap2/pages/synap.htm http://www.youtube.com/watch?v=QO7WCNBaWuA Bilan 2: Légender le schéma fonctionnel suivant d’une synapse neuromusculaire. Représenter des données sous forme de schéma légendé
